以“全反射”为例谈教学设计的“关注点”*①

李展华 陈晓明

(浙江省回浦中学 浙江 台州 317000) (临海市回浦实验中学 浙江 台州 317000)

课堂是实现教学目标的主阵地，高效课堂应从有效教学设计开始.“有效”主要是指通过教师在一段时间的教学后，学生所获得的具体进步或进展.教学设计是指为了实现一定的教学目标，依据教学内容、学生特点和环境条件，运用教与学的原理，为学生策划学习资源和学习活动的过程.那么，进行教学设计时应关注哪些方面呢？如何才能设计出有效、完备的教学设计是摆在大家面前的一个难题.2011年8月笔者有幸参加了由中国物理学会教学专业委员会和中学物理教学参考杂志社举办的首届“全国中学物理新课程高效课堂教学设计群英大赛”，递交的作品《师生互动 自主建构—— “全反射”教学设计》荣获一等奖，在此以该教学设计为例谈一谈有效教学设计的10个“关注点”.希望大家指正，以期达到“抛砖引玉”的目的.

1 教学目标是否明确合理

依据课标和学科教学指导意见合理确定教学目标.课标遵循以人为本的理念，建立了三维教学目标体系，以期实现培养人、发展人的根本教育目标，制定好教学目标是能否实现高效的第一步.基于对课标和学科教学指导意见的分析，笔者就“全反射”一节教学内容设计了如下的具体教学目标.

知识与技能

(1)理解光疏介质和光密介质；了解全反射现象，理解全反射产生的条件；掌握临界角的计算；了解全反射的应用.

(2)培养学生观察、分析、解决问题的能力.

过程与方法

(1)通过科学探究全反射过程，体会“理论分析—假设猜想—实验验证—归纳概括—得出结论”的物理研究方法.

(2)经历概括归纳“全反射产生条件”的过程，体会归纳的思想方法.

情感态度与价值观

(1)通过“惊奇”的演示实验，激发学生学习的兴趣和热情，体验科学的无穷魅力.

(2)感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系，以及量变引起质变的哲学思想.

(3)通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察、分析周围事物的习惯.

教学目标告诉我们这节课要讲哪些知识点，通过本节课的学习应使学生哪些方面的能力得到锻炼和提高.只有明确了教学目标，教师才能讲得明确，学生才能听得“明白”，才能提高课堂的效率.

2 教学主线是否清晰明确

针对教学目标，这节课按照物理概念的形成过程进行教学设计,设计思路如图1所示.

一般来说，对于公开课、展示课特别是优质课评比，教师准备还是非常充分的.准备的素材都比较多，有实验、视频、动画等等，但正是因为准备得比较多，反而会迷失方向，既想让学生观看视频，又想让学生做实验，显得杂乱无章.教学主线不够清晰，学生“疲于奔命”，效果自然不够理想.因此，设计教学时，我们可以从教学主线上下工夫，“拎”出一堂课的主线，设计就成功了一半.

图1 设计思路

3 课题引入能否激疑激趣

课堂教学要体现“引人入胜”的艺术魅力，首先必须从课题引入开始.著名特级教师于漪说：“在课堂教学中要培养、激发学生的兴趣，首先应抓住导入新课的环节.一开始就把学生牢牢地吸引住.”这节课教师如果用简单的复习前一节“光的反射和折射”的方法导入新课，则相对后面丰富的视频、实验素材而言，显得“苍白无力”.为了一开始就把学生牢牢地吸引住.笔者设计了两种引入方案.

(1)小魔术——给钢球穿银装.将自制带铁柄的不锈钢球用点燃的蜡烛均匀熏黑，然后将其放入盛有清水的烧杯里，如图2所示.让学生透过玻璃观察钢球，并描述所观察到的现象.课堂上可让学生猜其原理，吊足学生“胃口”，课终揭秘，首尾呼应.

图2 “钢球穿银装”实验

(2)播放视频——海市蜃楼.中央电视台新闻30分有关我国山东蓬莱市的海面上出现一种奇特景象，站在海滨极目远眺，可以看到远山、船舶、楼阁等各种景象出现在空中.古人认为这是一种叫做蜃的怪物吐出的气结成的，所以，命之为“海市蜃楼”.用学生喜欢的“视频”激发探究的欲望，开门见山，使学生满怀兴趣地直入主题.

这两种引入方案效果都很好，可单独使用，也可配合使用.

上课时，教师在课题引入方面，都动了很多脑筋.但是因受知识储备、教学阅历、学校客观条件等诸多方面的限制，不一定能找到很好的素材和方法.因此，上课时教师可在这个环节上多加思考，多向有经验的教师请教，以期达到“开场红”的效果.

4 教学重点是否突出出彩

教学重点是一节课最基本、最核心的教学内容，它的突破得力与否是一节课能否成功的关键.“全反射”一节的教学重点是临界角概念及全反射条件.笔者依据上课素材，从理论探究、实验演示和自主探究3方面入手，逐步突出、突破重点.

(1)理论探究

让两名学生分别画出光从空气射入水和从水射入空气的完整光路.点评后提出问题：既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，那么，当入射角增大到一定值时，折射角就会增大到90°，此时有什么现象发生呢？如果入射角继续增大，情况又怎样？(意图：经过理论分析后，启发学生思考、猜想)

学生猜想：

1)反射光、折射光线全部消失.

2)反射光线消失，只有折射光线.

3)折射光线消失，只有反射光线.

讨论推理：

第一种假设是不合理的.因为光传播的是能量，若反射光线和折射光线全部消失，显然违反能量守恒观点.

第二种假设也不能成立.我们在学习反射定律时知道，不论是透明物体还是不透明物体都要反射一部分射到它表面的光，所以，必定有反射光线存在.

第三种假设有可能存在.

(2)演示实验

以下两个实验中，当入射角都从0°增大到90°的过程中，观察实验现象的相同点和不同点.如图3所示.

图3 演示实验

演示1：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖直径上的圆心O.

演示2：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面.

(3)自主探究实验

突破、突出本节课重点的环节是全反射的探究实验.鉴于“观察全反射现象”的演示实验要暗室条件，不方便课堂演示，也不利于分组探究,笔者利用高亮激光笔、扩束器、光具盘和半圆形玻璃砖改进制作了15套名为“全反射探究仪”的自制教具，为学生自主探究奠定了物质基础.

自主探究之后，请学生归纳两个演示实验的共同点和不同点，若有困难，教师可在黑板作图再结合演示实验加以引导.

如何突破、突出重点？有的教师简单地认为只要内容讲授时间长一些，实验、视频、动画多一点,重点就突出了.突出重点不仅仅是用时问题，还存在着方法、理念的问题.概念、规律出自教师之口，靠学生死记硬背突破重点，这种突破方法不叫“突出”，而转变观念让学生通过自主学习、探究学习、合作学习探究未知规律，即概念、规律来自学生之手，这才称得上突出、出彩. 因此，重点内容的设计应便于学生自主学习、探究学习、合作学习， 从而打造高效课堂.

5 教学难点的突破是否有方有力

教学难点是学生不易理解的知识，或不易掌握的技能、技巧.“全反射”的教学重点是全反射现象的理解和应用.对于这个难点，笔者设计了以下3个环节进行突破.

(1)要点强化

光由空气射入某介质时,入射角为45°,折射角为30°.当光由该介质进入空气时, 如果入射角为60°,下列图4所示的光路正确的是

图4

(2)思考与讨论

如图5所示，光线通过平行玻璃砖时，在玻璃砖下表面有没有发生全反射的可能性？(意图：让学生充分理解全反射产生的两个条件)

图5

(3)验证实验

让学生利用实验桌上准备的物品自行设计一个全反射实验，4人一组完成实验操作，观察并记录实验现象，得出实验结论.让其亲历探究过程，深刻感受全反射现象.

学生分组实验成果展示如图6所示.

图6 分组实验成果展示

对于教学难点，有的教师采用反复强调的方法进行突破，注意1、注意2……有的教师用辨析题进行“轮番轰炸”的方法突破……但从效果上来说并不理想.因为教学难点难在什么地方，又是什么原因造成的并不清楚.因此，授课教师应明确这一点，并想法设法、因势利导加以突破.

6 师生活动是否默契自然

新课改的理念是，学生是学习的主人，教师是学生学习的组织者和引导者.本节课采取以“学生探究为主，教师演示和讲授为辅”的教学方法，让学生动起来.比如，“全反射实验探究”的环节，采用的方法是给学生发放探究活动记录卡，让学生通过实验、理论推导及小组讨论等活动，得出全反射的条件及临界角公式.再比如，教学重点的突破环节，采取的是习题式“要点强化”、辨析式“思考与讨论”与自行设计式“验证实验”相结合，使学生动起手来，脑转起来，心想起来，把学生的积极性充分地调动起来.教师仅仅是这些活动的策划者、组织者和引导者.

虽然新课程改革已经进行很长时间，但有的教师还是习惯于“一灌到底”，认为只要讲得清楚，学生课后认真背背、练练就行了.学生处于被动接受的地位.而学生通过一系列探究活动所获取的概念、定理、规律，理解得比较深刻、比较牢固.并且通过探究学习，学生不仅捕到了“鱼”，还学会了“捕鱼”的方法.因此，教师应在设计学生活动方面下工夫.

7 课堂小结是否得当给力

课堂小结虽然在一堂课中仅占几分钟，有时甚至几句话，但它却是课堂教学的有机组成部分.课堂小结有助于巩固课堂教学效果，提高课堂教学的有效性，培养、发展学生各方面的能力.小结方式得当，能产生“余音绕梁”的效果，起到画龙点睛的作用.常见的小结方式有首尾呼应式、归纳总结式、交流评价式、预设悬念式、学以致用式、拓展想象式等.在实际课堂教学中，可以将多种方式的课堂小结有机整合，配合使用而相得益彰.本节课的小结采用以下3种模式相结合.

(1)首尾呼应式.对课前的“小魔术——给钢球穿银装”解疑释惑.

(2)归纳总结式.小结本节课的收获.

(3)学以致用式(课外探究式).

课外探究1：同学们有没有游泳的经历，在水中的潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？如图7(a)所示.

图7

课外探究2：水中气泡特别明亮，如何解释？如图7(b)所示.

人们都说“好戏压场”.课堂小结，不仅仅是一堂课的缩影，更可以是一堂课的精彩所在.在进行教学设计时，针对不同的课堂教学类型，不同的教学内容和要求，精心设计与之匹配的课堂小结，能使课堂教学收到事半功倍的效果，从而防止“虎头蛇尾”，“功亏一篑”.

8 教学设计是否立足于学情

奥苏伯尔说过：“影响学习最重要的原因是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的知识状况去进行教学.”新课程要求每个教师在开展教学设计时，首先要从学生实际出发 ,而不是从教材或从教师假想的问题出发，这是教学设计时必须考虑的关键性问题.教师要学会关注学生原有的认知水平，找到教学的原始起点.关于本节课的学情分析从以下3方面展开.

(1)学生学习了“光的反射和折射”之后，已经具备了探究全反射现象的知识基础.面对新问题，学生自然会产生较浓厚的探究欲望和兴趣，这就为其思维的发散提供了较大的空间.

(2)从预习反馈的信息来看，学生的疑惑主要集中在3点：

a.为什么只有当光从光密介质射入光疏介质时，才有可能发生全反射？

b.全反射棱镜和光导纤维的工作原理是什么？

c.如何把“全反射”和“光的反射和折射”很好地联系起来？

(3)处于高二下学期的学生已经逐步体会出高中物理教材的思想，他们的学科能力和学科素养已经有了一定的提高.但大多数学生的抽象思维和空间想象能力还较低，对于抽象的、理论性强的问题比较厌烦，对物理现象和知识的理解、判断、分析和推理常常表现出一定的主观性、片面性和表面性.而对于演示实验、视频、动画等比较感兴趣，并且好奇心极强.

从问题出发设计教学,注重把握学生固有认识与新现象、新事物的矛盾,通过创设真实的教学情境引导学生发现或帮助学生发现这一矛盾. 这样,才会真正地引发有效的学习和探究活动,使学生真正地学有所思.

9 课堂语言是否简练有感染力

教师的语言是教师在长期的社会生活和教学活动中形成的富有个性特色的外在特征,存在的问题往往自己并不知道.授课教师可请经验丰富的教师听课并提出建议，有意识地在语音、语调、语速等方面加以修炼和提升.另一方面，教师在语言上一般会比较“强势”，学生回答问题稍有停顿便抢学生的话语权，“你的意思是不是这样”，“我已经明白了”.因此，教师在等待学生回答问题时一定要有耐心，充分体现师生平等.教师在课堂上的语言应把握这样一个原则，即无效重复的话坚决不说，可说可不说的尽量少说，必须说的一定要精说，应尽量把说话的机会留给学生.这也正是新课标的追求所在.

10 板书及课件是否简洁明了相得益彰

作为一节精品课，课件是必不可少的，但课件、板书及它们与教师的语言该如何搭配呢？普遍存在的问题是繁杂、低效的重复，即教师说一遍，黑板上写一遍，课件上再展示一遍.语言、板书、课件的搭配原则是，先语言后板书(简写：简洁、工整，提纲挈领)再课件(详实：详细、声情并茂，便于学生记录).另外，有的教师将解题的过程呈现在课件上，这一点并不可取.因为解题的过程是一个思维展现的过程，暴露问题的过程，应该在黑板上或使用其他方法呈现.本节课的板书设计如图8所示.

图8 板书设计

在教育改革日新月异的今天，不管教育形势如何变化，实践始终是检验真理的唯一标准.教育理念的更新，教学手段的升级，教学方式的选择，课堂结构的设计等都应以“是否有效”、“是否高效”、“是否有利于学生的终生发展”为标准.否则，我们的教学就会陷入南辕北辙、舍本逐末的误区，“培养人、发展人”的根本教育目的也就无法实现.

笔者认为教学设计实际上要解决以下5个问题，这节课要讲什么，怎么讲，什么时机讲，谁来讲，为什么这样讲.如果我们的教学都能这样去做，去琢磨，相信我们的课堂一定是高效的，我们的教学一定是受欢迎的，我们的教学效果也将一定是最棒的.

参考文献

1 张连之．例谈“机械能守恒定律”的磨课及思考．物理教学，2011(10)

2 戴大勇．浅谈“光电效应”的教学设计．物理教师，2011(7)

3 周顺丰．如何提高高三习题教学的效率．物理教学，2011(8)

4 李展华．师生互动 自主建构——“全反射”教学设计．中学物理教学参考，2011(10)